亜鉛メッキの基礎と実務ガイド：種類・工程・設計・維持管理のポイント

2025年12月25日 最終更新日時 : 2025年12月25日 エバープレイ編集部

概要：亜鉛めっきとは何か

亜鉛めっき（Galvanizing）は、鉄鋼材の腐食を抑制するために亜鉛（Zn）を被覆する表面処理法の総称です。亜鉛は鉄よりも電気的に不活性度が低く、鉄が露出した場合でも亜鉛が犠牲陽極として優先的に腐食する（犠牲防食）ため、鋼材の耐食性を高めます。用途は建築・土木の構造物、鋼製部材、ボルト・ナット、フェンス、屋根材、橋梁、配管支持金具など幅広く、コストパフォーマンスに優れた長寿命化手段として広く用いられています。

亜鉛めっきの主な種類

  • 溶融亜鉛めっき（Hot-dip galvanizing）：溶融亜鉛浴に鋼材を浸漬して被膜を形成する。被膜は鉄と亜鉛の合金層（黒い銀色の境界層）と外層の純亜鉛から構成され、厚い被膜が得られるため野外暴露や塩害環境に強い。
  • 電気亜鉛めっき（Electro-galvanizing）：電解めっきにより亜鉛を析出させる。被膜は比較的薄く、外観が均一で精密部品や内装部材に使われる。耐食性は溶融めっきより低いが、後処理（クロメート処理や塗装）で補う。
  • 連続（板）めっき（Continuous hot-dip/continuous galvanizing）：鋼板を連続的に溶融亜鉛浴に通す方式。建材用亜鉛メッキ鋼板（ガルバリウム鋼板とは異なる）として製造される。
  • シャラーディング（熱拡散/温錫化に類似）やフレーク系被覆：材料や用途に応じた特殊な亜鉛系被覆法も存在する。

溶融亜鉛めっきの工程と被膜構造

溶融亜鉛めっきは一般に下記の工程で行われます：脱脂→酸洗（鉄さびやスラッジの除去）→フラックス処理（ZnO被膜の均一化）→溶融亜鉛浴浸漬→冷却後の検査。めっき浴の温度管理や浸漬時間、鋼材の化学成分（SiやPの含有量）は被膜の成長や厚さ・密着性に大きく影響します。

被膜は底層から鋼基材に近い順に鉄・亜鉛の合金層（複数の相が積層）と外層の純亜鉛（白銀色）で構成されます。合金層は硬くて密着性が高く、外層は延性があり腐食孔を抑える役割を担います。この構造が溶融めっきの耐久性の源です。

性能指標と設計上の目安

  • 被膜厚さ：溶融めっきは一般に20〜150µm程度（部材や規格による）。電気めっきは5〜25µm程度が一般的。設計では環境（沿岸・工業地域など）と要求耐用年数に応じて厚さを指定する。
  • 耐食寿命の目安：環境（大気の腐食度分類 ISO 9223 の C1～C5）によって期待寿命は変わる。農村・屋内（C1–C2）では数十年、沿岸や工業地帯（C4–C5）では厚さにより数年～数十年と変動する。
  • 試験・検査：塩水噴霧試験（ASTM B117）は比較評価に用いられるが、実用耐久性は現地環境で大きく異なるため参照評価に留める。膜厚測定は磁気式膜厚計で評価。

めっき後の処理と塗装併用

亜鉛めっきは単独で長寿命を発揮しますが、塗装と組み合わせることで美観や耐久性をさらに向上させることが可能です。めっき後のリン酸処理や三価クロメート処理（六価クロムの代替）で密着性が改善されます。塗装する場合は、めっき面の油分や白錆を除去し、適合するプライマー（亜鉛リッチ塗料や専用プライマー）を使用することが重要です。

劣化・不具合とその対策

  • 白錆（白さび）：保管中の湿気により亜鉛表面に炭酸塩・水和物が生じ白い外観になる。性能を直ちに損なうわけではないが外観や塗装密着の問題があるため、乾燥保管や適切な梱包、早期の出荷を心がける。
  • 局部腐食・黒錆：めっきの欠陥や接合部で発生することがある。設計時に水の滞留や異種金属の接触を避け、適切な膜厚と施工（溶接後のタッチアップ）を行う。
  • 電食（異種金属接触）：亜鉛は犠牲防食を行うため、銅やステンレス等のより貴な金属と接触すると亜鉛が優先的に腐食する。接合部の絶縁やドレイン（排水）設計で対処する。

環境・安全性・リサイクル

亜鉛は地球上で再生利用が進んでいる資源であり、めっき鋼材はリサイクル性が高い点がメリットです。一方、めっき工程や後処理で六価クロム系化合物は規制対象となっているため、三価クロム化合物への移行や無クロム処理（亜鉛リン酸処理など）が推奨されています。工場運転では排水・排ガスの管理、作業者の防護が必要です。

設計・施工の実務チェックリスト（建築・土木向け）

  • 使用環境（ISO 9223の腐食度）を評価し、必要な被膜厚さを規定する。
  • めっき方式（溶融/電気/連続）を用途と納期・コストで選定する。
  • 接合（溶接・ボルト締結）や切断後の現場補修方法（ジンクリッチ塗料等）を仕様書に明記する。
  • 異種金属接触による電食リスクを設計段階で回避する（絶縁措置やドレイン設計）。
  • 保管・施工時の白錆対策（乾燥保管、ビニール包装、早期塗装）を徹底する。
  • 適用規格（ISO、ASTM、国内規格）を明記し、検査方法（膜厚、外観、付着性）を指定する。

まとめ

亜鉛めっきは工費対効果に優れ、適切に設計・施工すれば長期にわたり鋼材を保護できる信頼性の高い技術です。ポイントは「用途に応じためっき方式の選択」「環境に応じた膜厚の設定」「施工後の補修・塗装・保管管理」です。設計段階でこれらを明確に規定し、めっき業者と事前に仕様調整を行うことで、設備の長寿命化と保守コストの低減が期待できます。

参考文献

カテゴリー
建築・土木
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